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现在,NASA终于能够解释气候变化如何把火星变成沙漠了
科学家们怀疑,在数十亿年前,火星和地球非常相似。但在37亿年前,这颗红色星球的气候遭到了极大改变,其星球表面变得干涸、荒凉并被冰冻了起来——成为一个毫无生气的躯壳。
借助火星探测项目的MAVEN探测仪回传的最新数据,NASA的科学家5日宣布,发现太阳风以每秒约100克的速度在剥离火星大气,从而得以解释火星被毁的过程。
太阳风让火星变成沙漠
据“商业内幕(Business Insider)”报道,多年以来,行星科学家们一直在思考,火星上地表上的水和大气中的二氧化碳去哪儿了。这两者是植物种植的重要因素。在MAVEN的帮助下,NASA找到了原因。NASA称,火星的大气粒子正以每秒约1/4磅(113.4克)的速度流失。这一现象的主要成因是太阳风——这是一种由太阳喷射出的高速带电粒子,学名是行星际日冕物质抛射(ICME)。
而在太阳耀斑和日冕发生大面积喷发时,太阳风就会变得极其密集,在这一状态下火星的粒子流失率可能达到10倍-20倍。随着时间的推移,这种流失使得火星大气变成今天的状态,厚度少于地球的1%。
“太阳风暴在早期的太阳系历史上要更为激烈。”MAVEN项目调查员大卫·布莱恩(David Brain)说,“这意味着火星的大气粒子不仅在现在出现了流失,在很久以前流失了非常之多。”
这一结果不仅解释了火星在过去存在生命迹象的可能性,同时显示出了其它类似太阳系的星系内,也有着潜在生命体的可能性。
MAVEN的任务有三点
MAVEN是一架校车大小的飞行器,拥有8个能够研究火星大气表面不同分层和天气的设备。MAVEN环绕火星一周期需要4.5个小时。这8个部件设备,有些对太空天气进行探测;有些搜索火星大气的粒子——尤其在MAVEN探测器离火星表面只有78英里(125.5公里)时,这一距离比国际空间站距地球表面的距离要近三倍。在过去一年里MAVEN收集了大量数据,而5日,MAVEN项目组的科学家们围绕4篇科学论文的结果进行了讲演。除此之外,还有额外的44篇关于该任务的科学论文于5日在《地球物理研究快报》发表。
为了了解火星这种有潜质能够孕育生命的环境到底发生了什么,MAVEN拥有3个主要的科研目标:
1. 确认火星上层大气形态以及受到何种力场的控制。
2. 确认火星大气粒子的流失速度。
3. 利用目前的流失率反推火星过去的大气厚度。
“我们没办法真的回到过去。”MAVEN项目调查员之一的史提芬·博格(Stephen Bougher)在2014年的演讲中曾表示,“不过你在流失氢气和氧气的同时,意味着你事实上在流失水......你就能得出随时间流失的量......并找出可能的流失总量以及在历史上火星表面包围着的水体深度。”
地球强磁场削弱了太阳风影响
博格与他的团队发布了关于太阳运动会对这种流失率造成的影响。在3月8日,ICME向火星发起了一次冲击,这种巨大的磁性带电气体是太阳系中最具有威胁的能量爆炸反应,不仅对火星有影响,也会影响到地球。不过,地球并没有火星这么大的风险。
幸运的是,地球表面的强磁场使我们能够屏蔽这种高能辐射——在它穿过我们的磁场时,我们就会看到极光。但火星则没有这么好运,它的磁场相对薄弱,只能反射一小部分的日冕物质抛射。
这意味着火星也会有极光。事实上,在另一篇关于MAVEN下降到近火星表面位置时的研究中,项目组发现了能够证明火星极光极可能是太阳风和火星残余磁场交互作用产生的证据。
较弱的磁场意味着更多来自ICME的高能例子会对火星造成冲击,而在一定时间内,会加速火星大气粒子的流失。
调研组的研究报告称:“我们的观察和模型结果显示,带电粒子的流失率在ICME冲击下会大大增加。”
不过,调研组的研究结果与早些时候欧洲航天局发表在《地球物理研究期刊》火星快车号的研究结果相悖,不过这种结果差异是由于测量方式和手段不同造成的。不过这一成果仍旧推动了对于日冕活动对星球大气粒子流失造成影响的研究。
博格和他的团队认为要得出更具体的推导和结论,“还需要更多数据”支持。
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